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Enigma I
La máquina de servicio Enigma
Ult. rev. 28-03-2023
La máquina Enigma es probablemente la máquina de cifrado más conocida del mundo, principalmente por el papel vital que desempeñó durante la Segunda Guerra Mundial.
La Enigma I (número romano 1) es una máquina cifradora electromecánica desarrollada en 1927 por Chriffriermaschinen AG (más tarde: Heimsoeth y Rinke) en Berlín (Alemania) para el ejército alemán (Reichswehr, más tarde: Wehrmacht) e introducida en 1932. Está basada en el chasis de la Enigma D comercial, pero tiene un reflector fijo y un panel de conexión (Steckerbrett) en la parte delantera. El panel de conexiones era exclusivo de la Wehrmacht (las Fuerzas Armadas alemanas).
La máquina fue utilizada durante la Segunda Guerra Mundial y se conoce con diversos nombres. Oficialmente se conoce como la Enigma I y por su designador de fábrica: Ch.11a.
Inicialmente, la máquina se suministró con tres rotores de codificación, que se podían insertar en cualquiera de los 6 órdenes posibles (3 x 2 x 1). En diciembre de 1938, se suministraron dos rotores adicionales, con lo que el número total de combinaciones de rotores posibles ascendió a 60 (5 x 4 x 3), ¡un aumento de 10 veces en la seguridad de cifrado!
Sin embargo, el Steckerbrett aumenta el número total de combinaciones de manera espectacular. La imagen de la derecha muestra una típica Enigma I que fue utilizada por el ejército alemán. Se encontró como equipaje perdido en un tren en Italia al final de la Segunda Guerra Mundial y se muestra aquí con la tapa superior y solapa abiertas.
La Enigma I la utilizo tanto el Heer (Ejército) como la Luftwaffe (Fuerza Aérea). Más tarde también la adopto la Kriegsmarine (Marina alemana), donde se hizo conocida como la M1, M2 y finalmente la M3. La única diferencia obvia entre la versión del Ejército y la versión de la Armada es que los rotores de esta última tienen letras (AZ) en lugar de números. Alrededor de 20,000 máquinas de este tipo fueron construidas por varios fabricantes, pero solo un puñado sobrevivió.
- El Reichswehr fue el ejército alemán de la llamada República de Weimar, de 1921 a 1935. En 1935 se convirtió a la Wehrmacht (1935-1946). ? Wikipedia
Imagenes cortesía de Crypto Museum [1]
Controles
El siguiente diagrama muestra las diversas características de la Enigma I. La máquina se muestra aquí con la tapa superior y la solapa frontal abiertas, lista para usar. La máquina funciona con una batería de 4.5 V y se enciende con el interruptor giratorio grande a la derecha de los rotores de cifrado. A la derecha de este interruptor hay dos terminales de tornillo que permiten que la máquina se alimente por una fuente externa.
La máquina tiene tres rotores de cifrado electromecánicos (seleccionados de un conjunto de 5 rotores), cada uno con 26 contactos en cada lado. La disposición del teclado y del panel de bombillas se encuentra en el orden estándar de QWERTZ. Como la Enigma I es una máquina militar, tiene un panel de conexiónes (Steckerbrett) en la parte delantera, cubierto por una tapa de madera que debe cerrarse durante la operación para garantizar que todos los enchufes estén completamente insertados.
Rotores adicionales IV y V
Desde el 15 de diciembre de 1938 en adelante, a cada Enigma I se le suministraron cinco rotores de codificación en lugar de tres, de los cuales tres estaban en la máquina en un momento dado. Cada día, el operador colocaría los tres rotores elegidos en la máquina en un orden particular, como lo indica el libro de códigos.
Las dos rotores restantes (sin usar) se almacenaban en una pequeña caja de madera. La imagen de la derecha muestra un ejemplo típico de una caja de almacenamiento con los dos rotores, cada uno sostenido por un eje. Aunque se sabe que existen otros tipos de cajas, este fue el modelo más comúnmente utilizado.
Haga clic en la imagen para verla de cerca. Como puede ver, los rotores I y V están actualmente almacenados dentro de la caja de madera, lo que significa que las rotores restantes (II, III y IV) están actualmente instalados dentro de la máquina. Con 3 de 5 usados, el número de combinaciones posibles de rotores es 5 x 4 x 3 y es igual a 60.
Cada rotor tiene una muesca única en su circunferencia. Cada vez que el rotor alcanza la posición de la muesca, se activa un trinquete. Este trinquete hace que el rotor siguiente (es decir, el rotor a la izquierda del rotor actual) haga un solo paso. Este movimiento se llama escalonamiento de Enigma. La posición de la muesca es diferente en cada rotor (consulte la tabla de cableado a continuación).
Una de las desventajas de tener solo una muesca en cada rotor de cifrado es que el avance del rotor será muy regular y, por lo tanto, más fácil de predecir. Otras máquinas, como la Enigma G y la Tirpitz (Enigma T), presentaban múltiples muescas y, por lo tanto, tenían un movimiento de rotor irregular (menos predecible). Sin embargo, tales máquinas carecían del Steckerbrett adicional.
Pulse en las imagenes para ampliar. Imagenes cortesía de Crypto Museum [1]
La corriente fluye desde la batería (1) a través del conmutador bidireccional accionado por la tecla Q (2), hasta el panel de conexiones Steckerbrett (3). Dicho panel de conexiones permite el reconexionado del cableado entre el teclado (2) y el cilindro de entrada fijo (Entreittwalze, o ETW) (4). A continuación, como se puede ver claramente en nuestro ejemplo, la corriente procede a través de la toma "Q" del zócalo del Steckerbrett (en este caso cerrado) del panel (3) a través del cilindro de entrada fijo ETW (4) hasta el cableado cruzado de cada uno de los tres rotores de la (Enigma I y M3), (5) y llega hasta el reflector (Umkehrwalze o UKW, en alemán) (6). El reflector devuelve la corriente, por un camino diferente, de regreso otra vez a través de los rotores (5) y el cilindro de entrada ETW (4), hasta llegar de nuevo al panel de conexiones Steckerbrett (3), a la toma “Z” (7), que está conectada por el cable (en este caso) a la toma “T” (8) y desde allí, otro interruptor bidireccional (9) la lleva hasta la bombilla. Obsérvese que al pulsar una tecla, primero se mueven los rotores con su mecanismo de avance a continuación se envía la corriente eléctrica hasta la bombilla que corresponda. Si se suelta la tecla, la bombilla dejará inmediatamente de brillar. Por lo tanto, cuando no hay ninguna tecla pulsada, ¡será visible siempre en las ventanas de observación la posición de los rotores correspondiente a la última letra encriptada!
Cada vez que se presiona una tecla, el rotor que está a la derecha realiza un solo paso que modifica de manera efectiva el cableado de ese rotor. Después de que el anillo del rotor ha llegado a la muesca de acarreo, hará que el rotor hacia la izquierda haga un solo paso, como un odómetro en un automóvil. En la descripción de esta página, se supone que está familiarizado con el principio de funcionamiento de la Enigma. Si no es así, haga clic aquí.
Diagrama de circuito simplificado de una Enigma de servicio de 3 rotores
Principio de funcionamiento de la Enigma
Pdf con la explicación detallada. Incluye diagrama de circuito enigma I, M3 y M4
Historia
En 1926, las Fuerzas Armadas alemanas - entonces llamadas Reichswehr - adoptaron la máquina Enigma basada en bombillas, o Glühlampenmaschine como se llamaba. A principios de 1927, se desarrolló la primera máquina con un Steckerbrett de un solo extremo (placa de conexión). Permitía que cada letra del alfabeto se transpusiera a cualquier otra letra y puede verse como el equivalente de un rotor libremente reutilizable que no se mueve. Los experimentos mostraron que era muy fácil cometer errores con estos cables.
Más tarde ese año se lanzó la versión final, con Steckerbrett mejorado de dos extremos. Estaba basado en el chasis de la Enigma D y recibió el designador interno Ch. 11a. El primer lote de máquinas (aproximadamente 600 unidades) se entregaron el 10 de diciembre de 1927. El Reichswehr llamó a esta máquina la Enigma I. Todas las demás máquinas Enigma del ejército alemán que se construyeron antes y durante la guerra se basarían en el 11a.
La siguiente fotografía muestra una máquina Enigma en funcionamiento, y probablemente estaba dentro de una furgoneta de radio durante la Segunda Guerra Mundial.
La imagen se escaneó de una original extremadamente pequeña de 27 x 38 mm y se limpió y mejoró digitalmente.
Aquí puede ver más fotografías de Enigma durante la Segunda Guerra Mundial.
Interior
Para reemplazar la batería o cambiar el ajuste básico de los rotores diario (Grundstellung) de la Enigma, se debe abrir la tapa superior de la máquina. Para quitar la tapa superior con bisagras y acceder al interior, se debe aflojar un perno con un círculo rojo en la parte superior a cada lado del panel de bombillas.
Después de levantar la tapa superior, el mecanismo de los rotores y el panel de bombillas quedan a la vista. La imagen de la derecha ofrece una buena vista en el tambor. A la derecha está el cilindro de entrada, o Eintrittswalze (ETW). A la izquierda del ETW están los tres rotores de cifrado y en el extremo izquierdo está el reflector, o Umkehrwalze (UKW), aquí marcado con una letra roja B.
Apenas visible en la parte inferior derecha está el interior del interruptor de encendido. Se activa con la perilla que está unida a la tapa superior. Justo encima del interruptor de encendido hay una caja negra que contiene la batería de 4.5V. La caja está cerrada con una tapa y un pequeño candado.
Debajo de los rotores está el panel de bombillas. Tiene 26 zócalos de bombillas dispuestos en 3 filas. Están distribuidos en el mismo orden que el teclado. Tenga en cuenta que hay dos conectores adicionales de bombillas; uno a cada lado de la fila del medio. El zócalo extra a la derecha está marcado Lampenprüfung (prueba de bombillas). Se puede usar para probar rápidamente una bombilla sin escribir en el teclado, simplemente presionándola hacia abajo.
El zócalo adicional a la izquierda está marcado Kabelprüfung (prueba de cable). Si hay una bombilla en este enchufe, se puede usar para probar rápidamente un cable de conexión. En el Steckerbrett hay un conector hembra adicional en cada extremo de la fila central de enchufes marcados con un punto rojo. Ahora sostenga la clavija gorda de un enchufe en el conector hembra más a la izquierda, y la clavija delgada del otro en el conector hembra a la derecha. Si el cable está bien, la bombilla de prueba de cable debería encenderse. Luego prueba el otro cable.
Tenga en cuenta que las bombillas tienen una conexión E10 ordinaria, pero que el vidrio de la bombilla se aplana. Las bombillas de esta época se usaban comúnmente para bicicletas y linternas en aquellos días. Aunque es posible reemplazarlas por bombillas redondas ordinarias, esto no es recomendable, ya que dañarán la película de letras que está montada en la tapa superior. ¡Nunca use bombillas ordinarias en una Enigma!
Imagenes cortesía de Crypto Museum [1]
Configurando la clave
Enviar un mensaje con una máquina Enigma implica la configuración de dos claves criptográficas: (1) la clave diaria y (2) la clave de mensaje. Inicialmente, la clave diaria se configuraba una vez al día a la medianoche y era válida durante 24 horas, de ahí su nombre. Más tarde en la guerra se cambiaba más frecuentemente.
Configurar el ajuste básico de los rotores diario (Grundstellung) implicó una serie de pasos. Primero, se debe abrir la tapa superior de la máquina para acceder al interior. A continuación, se debe soltar el reflector UKW y desplazarlo a un lado, de modo que el juego de rotores se pueda presionar y extraer de la máquina.
Ahora que el juego de rotores está fuera de la máquina, los rotores se retiran del eje. A continuación, el usuario seleccionará los tres rotores apropiados para la nueva clave y establecerá el anillo de índice como se muestra en el libro de códigos. El anillo de índice se puede liberar levantando un pasador con resorte de su lado.
Ahora los rotores vuelven a colocarse en el eje en el orden indicado en el libro de códigos y vuelven a colocarse en la máquina. Después de bloquear nuevamente el reflector UKW, la tapa superior se puede cerrar. Ahora los rotores deben estar en la posición de inicio requerida, que se ve a través de las ventanas en la tapa superior.
Ahora que los rotores están configurados correctamente, el panel (Steckerbrett) debe configurarse según el libro de códigos. Esto implica quitar todos los cables de conexión y volver a insertarlos como se indica. La máquina ahora está lista para usar. Para cada mensaje nuevo, el operador tenía que seleccionar una clave de mensaje única, que constaba de tres letras seleccionadas al azar. El método exacto para configurar el mensaje se modificó varias veces durante la guerra y se describe en Procedimientos de mensaje Enigma.
Imagenes cortesía de Crypto Museum [1]
Steckerbrett
El Steckerbrett de doble extremo tenía la ventaja de que intercambiaba las letras de dos en dos y que las tomas tenían un interruptor incorporado. Si no se requiria el intercambio, el cable podría simplemente dejarse fuera. Esto mejoró mucho el tiempo de configuración y redujo la posibilidad de errores al configurar la clave diaria.
Cada Enigma viene con 12 cables: 10 para usar en el Steckerbrett y dos recambios que se almacenan en la tapa superior de la caja. Cada pack de cable tiene en cada lado un enchufe de 2 clavijas. Cada enchufe tiene una clavija gruesa y delgada, por lo que no se puede insertar al revés. El cable cruza la conexión entre los enchufes. La clavija gruesa de un enchufe está conectada a la delgada del otro enchufe.
La siguiente imagen muestra un enchufe de doble punta con una clavija gruesa y delgada. Intercambiar las letras por parejas significa que si A se transpone a Z, lo contrario también es cierto: Z se transpone a A. Esto se denomina auto reciprocidad. En comparación con el Steckerbrett de un solo extremo, esto reduce la cantidad total de posibles combinaciones de cables.
La misma auto-reciprocidad fue explotada por Gordon Welchman al mejorar la Bombe de Turing, resultando en procesos más cortos de Bombe al descifrar los códigos de la Enigma diariamente. Efectivamente eliminó el Steckerbrett de la ecuación.
Con 26 letras y, por lo tanto, 26 enchufes en el Steckerbrett, se podrían instalar un máximo de 13 cables de conexión. Se podía usar cualquier cantidad de cables entre 0 y 13, y se alcanzaría la cantidad máxima de combinaciones cuando el número de cables de conexión fuera diferente cada día. Sin embargo, en la práctica, el procedimiento de operación alemán generalmente instruía el uso de 10 cables.
Imagenes cortesía de Crypto Museum [1]
La mayoría de las máquinas Enigma I venían en una caja de transporte de madera (roble), como la que se muestra en la siguiente imágen, en la que estaban atornilladas al fondo. Tales cajas, para su transporte, disponían de una correa de cuero que estaba instalada en la parte trasera.
Sin embargo, tenga en cuenta que no todas las cajas de madera tenían una correa de transporte ligera. Algunas cajas fueron equipadas con un agarre de metal, similar a los que se utilizan en la Enigma M4. Las cajas de madera provistas por el fabricante de Enigma Ertel Werk en München, tenían una correa de lona ajustada en el lado derecho de la caja, como se muestra en la imagen de la derecha.
Además, la mayoría de las máquinas suministradas por Ertel Werk se instalaron dentro de la denominada funda Panzerholz, que consta de una placa base de metal con Enigma, y ??una cubierta negra extraíble.
Cableado
A continuación se muestra el cableado de cada rotor, el ETW y los tres UKW conocidos. UKW-A fue utilizado antes de la Segunda Guerra Mundial [2]. UKW-B fue el reflector estándar durante la guerra y el UKW-C solo se usó temporalmente durante la guerra. El cableado de los 5 rotores es idéntico al cableado de los primeros 5 rotores de la Enigma M3 utilizada por la Kriegsmarine y la Enigma M4 U-Boot.
Rotor ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Muesca Ventana # ETW ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ I EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ Y Q 1 II AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE M E 1 III BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO D V 1 IV ESOVPZJAYQUIRHXLNFTGKDCMWB R J 1 V VZBRGITYUPSDNHLXAWMJQOFECK H Z 1 UKW-A EJMZALYXVBWFCRQUONTSPIKHGD UKW-B YRUHQSLDPXNGOKMIEBFZCWVJAT UKW-C FVPJIAOYEDRZXWGCTKUQSBNMHL El cableado UKW-A lo recuperaron Philip Marks y Frode Weierud en 2000 [2].
Cableado Enigma en Noruega
En 1945, inmediatamente después de la Segunda Guerra Mundial, algunas máquinas Enigma-I capturadas fueron utilizadas por el antiguo Servicio de Seguridad de la Policía de Noruega: Overvaakingspolitiet. Modificaron el cableado del rotor y el cableado del Umkehrwalze (UKW, reflector). El cableado del Eintrittzwalze (ETW, rotor de entrada) y la posición de las muescas de rotación en los rotores no se modificaron. Una máquina que se modifica de esta manera, a menudo se llama Enigma Noruega o Norenigma como lo sugirió Frode Weierud en 2001 para discriminar entre el cableado estándar y el modificado [3].
Rotor ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Muesca Ventana # ETW ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ I WTOKASUYVRBXJHQCPZEFMDINLG Y Q 1 II GJLPUBSWEMCTQVHXAOFZDRKYNI M E 1 III JWFMHNBPUSDYTIXVZGRQLAOEKC D V 1 IV ESOVPZJAYQUIRHXLNFTGKDCMWB R J 1 V HEJXQOTZBVFDASCILWPGYNMURK H Z 1 UKW MOWJYPUXNDSRAIBFVLKZGQCHET Enigma Uhr
Durante la Segunda Guerra Mundial, los alemanes hicieron varios intentos para hacer la Enigma más segura. En julio de 1944, la Luftwaffe alemana ideó un dispositivo inteligente llamado Enigma Uhr, que se introdujo sin previo aviso de ningún tipo. Estaba unido al costado de una Enigma I y conectado directamente al Steckerbrett.
El Uhr era una pequeña caja que contenía un interruptor con 40 posiciones. Reemplazó los cables de enchufe predeterminados. Después de conectar los enchufes, como se determina en la hoja de clave diaria, el operador puede girar el interruptor a una de las 40 posiciones, cada posición resulta en una combinación diferente de cableado de enchufe.
La mayoría de estas conexiones de cable no son en pares, a diferencia de los cables predeterminados.
El Uhr solo se puede conectar a la Enigma I. Las máquinas navales M3 y M4 no admitian el Uhr por la diferencia de longitud en las clavijas de los enchufes. Ver las diferencias entre la Enigma M3 y Enigma I.
Nombres
La máquina es conocida por los siguientes nombres:
El nombre oficial es Enigma I (número romano 1) o Ch.11a.
- Enigma Reichswehr
- Enigma Wehrmacht
- Enigma Heeres
- Ch.11a
- Enigma I
- Enigma del Ejército
- Enigma de Servicio
- Enigma Ejército / GAF
- Enigma 3 rotores
- 3 rotores
Referencias
- Crypto Museum Enigma I - The Service Enigma Machine y fotografías.
- Philip Marks and Frode Weierud, Recovering the Wiring of Enigma's Umkehrwalze A. Cryptologia, January 2000, Volume XXIV, Number 1, pp. 55-66.
- David Hamer and Frode Weierud, Wiring details. Correspondencia con Crypto Museum, 2001.
Enigma
Indice clásico
Introducción
Historia
Arbol genealógico
Cronología
Modelos de impresión
Modelos de lámparas
Enigma A - 1924
Enigma B - 1924
Enigma C - 1925
Enigma D - 1926
Enigma K - 1927
Enigma K España - 1936
Enigma K Swiss - 1938
Enigma Railway - 1940
Enigma T (Tirpitz) - 1942
Enigma KD - 1944
Enigma Zählwerk A28 - 1928
Enigma G - 1931
Enigma G111
Enigma Z - 1930
Enigma I - Wehrmacht 1932
Enigma M 1-2-3 1934-1938-1940
Enigma M4 - 1941
Enigma Polish
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